JP3736171B2 - 電球形蛍光ランプ及び照明器具 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電球形蛍光ランプ及びこの電球形蛍光ランプを用いた照明器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、蛍光発光管とその点灯回路とを電球形の外囲器に収納した電球形蛍光ランプが知られている。このような電球形蛍光ランプは、白熱ランプ用のソケットに直接捩じ込まれるＥ形口金を有し、商用電源からの低周波交流を高周波に変更して蛍光発光管に給電する点灯回路を外囲器内に備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
蛍光発光管は、寿命末期になると、定格の点灯電圧を印加しても点灯し難くなり、蛍光発光管に印加される電圧が増大する。この場合、蛍光発光管の電極近傍が過度に温度上昇し、外囲器が熱破損するおそれがあるため、寿命末期時には、点灯回路の動作を早期に停止させる必要がある。
【０００４】
特開平１０−１８９２７９号公報には、点灯回路側のスイッチ素子が寿命末期時に自己破壊され、蛍光発光管に対する給電が停止される電球形蛍光ランプが開示されている。
【０００５】
しかし、この従来例の電球形蛍光ランプは、スイッチ素子の自己破壊によって点灯回路の動作を停止するものであり、スイッチ素子の耐熱性、耐電圧性などの諸特性にばらつきがあると、寿命末期を迎えてからしばらく自己破壊に至らないことも考えられる。このため、一層確実にスイッチ素子を破壊する手段が望まれている。
【０００６】
本発明は、蛍光発光管の寿命末期において、早期に点灯回路の動作を停止することが可能な電球形蛍光ランプ及びこの電球形蛍光ランプを用いた照明器具を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電球形蛍光ランプの発明は、口金を有する基体と；前記基体に取り付けられた蛍光発光管と；前記蛍光発光管の電極側端面のほぼ全体を覆うように前記基体内に取り付けられ、最大径が前記蛍光発光管の最大幅に対して±１０％の範囲内である基板と；前記蛍光発光管を作動させる高周波を生成して前記蛍光発光管の寿命末期時における前記蛍光発光管の電極の温度上昇により破壊される位置にスイッチ素子が配設された点灯回路と；を具備する。
【０００８】
本発明および以下の請求項記載の各発明において、特に指定しない限り、用語の定義および技術的意味は次による。
【０００９】
「口金」は、例えば、白熱ランプなどが取り付けられるソケットに捩じ込まれるものであり、代表的なものとしてはエジソンベース形（Ｅ形）ソケットが挙げられる。
【００１０】
「基体」は、例えば、プラスチックなどの絶縁材料により形成され、透光性を備えないか、ごく微弱な透光性を有するようなものが望ましい。これは、後述する「点灯回路」を収納保持するため、点灯回路を見えないようにするためである。もっとも、これに限定されるわけではなく、あえて透光性を有する材料により形成しても良い。
【００１１】
「蛍光発光管」は、いわゆる蛍光ランプであり、その形状は特に限定されない。もっとも、Ｕ字形状やその連続形状等とすることで、明るさを確保しながらコンパクトな形状とすることができる。また、この蛍光発光管は、エミッタの消耗などにより寿命末期となった場合、蛍光発光管に印加される電圧が増大し、電極の発熱量が増大する。
【００１２】
「スイッチ素子」は、電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタなどオン、オフ動作をしてインバータ回路を構成するものであればよい。スイッチ素子の個数は問わない。また、スイッチ素子は、蛍光発光管の寿命末期時に蛍光発光管の電極近傍が温度上昇することと、スイッチ素子にかかる過電流とが影響しあって破壊されるように基板に配設されている。
【００１３】
「点灯回路」は、負荷となる蛍光発光管の負特性を補償するために、バラスト手段としてたとえば限流インダクタンスを蛍光発光管と直列接続するように構成されている。
【００１４】
また、「蛍光発光管」は、低圧放電ランプである蛍光ランプなので、電極としてフィラメントを用いるとともに、フィラメントを熱陰極始動・熱陰極点灯させるのが一般的である。このような場合に、フィラメントを始動時に加熱する方法には、例えば、以下に示す２通りがある。
【００１５】
その１は、始動時に少なくとも一方のフィラメントを介して放電ランプと並列的に共振用コンデンサを接続することである。そうすれば、始動時に限流インダクタンスおよび共振用コンデンサを介して電流がフィラメントに流れるので、これらと直列接続されているフィラメントが加熱される。これと同時に限流用インダクタンスと共振用コンデンサとが適度に直列共振して、共振用コンデンサの端子電圧が高くなるので、放電ランプのフィラメント加熱状態と印加電圧との関係で放電ランプが始動可能になると放電ランプは始動する。
【００１６】
その２は、フィラメント加熱用トランスを用いてフィラメントを加熱することである。フィラメント加熱用トランスは、限流用インダクタンスと別に設けてもよいが、フィラメント加熱巻線を限流用インダクタンスに磁気結合させることができる。そうすれば、回路部品点数の増加を抑制できる。
【００１７】
蛍光発光管が寿命末期となって半波放電などを生起した場合、蛍光発光管に印加される点灯電圧が増大して電極の温度が上昇する。電極の温度上昇に伴ない、スイッチ素子が加熱されるとともにスイッチ素子にかかる過電流によってスイッチ素子の温度が上昇し、その温度上昇によりスイッチ素子が破壊される。これにより、点灯回路の動作が停止され、蛍光発光管の寿命末期時における熱的な不具合が防止される。
【００２０】
「基板の最大径」とは、円形基板の場合にはその直径を意味し、多角形基板の場合にはその最大幅を意味する。
【００２１】
「蛍光発光管の最大幅」とは、蛍光発光管の基体への取付方向に直交する断面における最大寸法である。例えば、複数の直管状バルブ又はＵ字状バルブを並設して一対の電極間に放電路が形成された蛍光発光管の場合は、直管状又はＵ字状バルブの長手方向に直交する断面におけるバルブ外側面同士の最大幅である。
【００２２】
基板の最大径は、蛍光発光管の最大幅とほぼ同一であることが望ましい。なぜなら、基板の最大径が蛍光発光管の最大幅より大きいと、その分だけ電球形蛍光ランプの幅方向の外形寸法が大きくなり、また、基板の最大径が蛍光発光管の最大幅よりも小さいと、基板の実装面積が小さくなるとともに基板上に設けた点灯回路のスイッチ素子が蛍光発光管の寿命末期時に蛍光発光管からの熱影響を受け難くなるからである。
【００２３】
電球形蛍光ランプの外形寸法は小型化が望まれており、その外形寸法は電球形蛍光ランプの構成のうち比較的寸法が大きい蛍光発光管の寸法によって決まることが多い。一方、基板には点灯回路としての回路部品が実装されるので、できるだけ基板面積が大きいほど部品実装が容易になる。また、この回路部品が蛍光発光管の寿命末期時に蛍光発光管からの熱影響を受け易くするためには、基板を蛍光発光管の端部（特に電極端部）を覆って基体に取り付けることが望ましい。しかし、蛍光発光管の小型化に伴ない、基体も小型化されるため、この基体内に取り付けられる基板の面積には制限があり、上記のように基板の最大径は、蛍光発光管とほぼ同一であることが望ましいことになる。
【００２４】
基板の最大径が蛍光発光管の最大幅に対して１０％を超えて大きくなると、電球形蛍光ランプの幅方向の外形寸法が大きくなるために商品性が損なわれて好ましくない。
【００２５】
基板の最大径が蛍光発光管の最大幅に対して１０％を下回り小さくなると、基板への部品実装面積が小さくなるとともに、蛍光発光管の寿命末期時に蛍光発光管からの熱影響を効果的に受け入れられなくなるのでやはり好ましくない。
【００２６】
従って、基板の最大径が蛍光発光管の最大幅に対して±１０％の範囲内とすることにより、電球形蛍光ランプの小型化を図ることができるとともに、蛍光発光管の寿命末期時における熱影響を点灯回路のスイッチ素子が効果的に受けるようになり、スイッチ素子の破壊が速やかに行われる。
【００２７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電球形蛍光ランプにおいて、前記点灯回路の前記スイッチ素子が前記基板の前記蛍光発光管に対向する面に取り付けられている。
【００２８】
従って、スイッチ素子は、蛍光発光管の寿命末期時における熱影響をさらに効果的に受けるようになり、スイッチ素子の破壊がより一層速やかに行われる。
【００２９】
請求項３記載の電球形蛍光ランプの発明は、口金を備えた基体を主体として構成された外囲器と；前記外囲器の内部に配置された蛍光発光管と；前記外囲器の内部で前記基体の部分に配置され、前記蛍光発光管を作動させる高周波を生成するスイッチ回路を備える点灯回路と；を具備しており、前記蛍光発光管の寿命末期時に前記スイッチ回路のスイッチ素子に流れる過電流によって増加する自己発熱と、前記蛍光発光管の電極近傍からの過度の発熱による前記スイッチ素子の加熱との相乗的作用によって前記スイッチ素子が破壊するように前記蛍光発光管の電極および前記スイッチ素子が配置されている。
【００３１】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の電球形蛍光ランプにおいて、前記点灯回路の前記スイッチ素子は前記蛍光発光管の側に配置される。
【００３２】
請求項５記載の発明は、請求項３または４記載の電球形蛍光ランプにおいて、前記点灯回路の前記スイッチ回路に入力される直流成分を生成するための平滑電解コンデンサが前記蛍光発光管の寿命末期時に熱破壊するように配置されている。
【００３３】
従って、蛍光発光管の寿命末期時にスイッチ素子を破壊するように構成することに加えて、平滑電解コンデンサをも破壊するように構成することによって、より確実に点灯回路の動作を停止させることができる。
【００３４】
すなわち、本発明の点灯回路は、蛍光発光管の寿命末期時に平滑電解コンデンサが蛍光発光管の熱影響によりドライアップして両端子間を開放（オープン）するか、又は、この平滑電解コンデンサの両端子間を短絡して破壊されるように構成されている。
【００３５】
平滑電解コンデンサの両端子間が開放された場合には、スイッチ素子に不所望な波形の電圧が印加されるため、スイッチ素子が破壊されやすくなる。
【００３６】
平滑電解コンデンサの両端子間が短絡された場合には、この平滑電解コンデンサに過度の電流が流れるため、過電流ヒューズなどの保護機能が作用して点灯回路を停止させることができる。
【００３７】
請求項６記載の発明は、請求項３ないし５いずれか一記載の電球形蛍光ランプにおいて、前記点灯回路は相補型スイッチ回路を備え、前記相補型スイッチ回路のＰチャンネル形ＦＥＴが破壊される。
【００３８】
「相補型スイッチ回路」は、Ｎチャンネル形ＦＥＴとＰチャンネル形ＦＥＴとを交互に高速スイッチングする回路である。つまり、相補型スイッチ回路は、高周波を発生する。この場合の高周波というのは、例えば、１ＫＨｚ以上の周波数を意味する。そして、このような回路には、例えば、Ｎチャンネル形ＦＥＴおよびＰチャンネル形ＦＥＴに対して共通にそれぞれの所要のゲート電圧を供給するような回路、すなわち、Ｎチャンネル形ＦＥＴに対しては正電圧を印加してオンさせ、Ｐチャンネル形ＦＥＴに対しては負電圧を印加してオンさせるような回路が組み合わされる。
【００３９】
相補型スイッチ回路のＰチャンネル形ＦＥＴは、一般的にＮチャンネル形ＦＥＴよりも破壊しやすいため、回路破壊が確実となる。
【００４８】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６いずれか一記載の電球形蛍光ランプにおいて、前記蛍光発光管を覆うように前記基体に取り付けられた透光性グローブを具備する。
【００４９】
ここで、「透光性グローブ」とは、例えば、ガラス又は透光性樹脂により形成されるが、その材料はこれに限るものではない。その形状は、白熱ランプの形状に相似させるため、球形状にすることを許容する。
【００５０】
従って、電球形蛍光ランプを透光性グローブで覆うことにより、電球形蛍光ランプの外観性、商品性などが向上する。
【００５１】
請求項８記載の照明器具の発明は、請求項１ないし７いずれか一記載の電球形蛍光ランプと；この電球形蛍光ランプを収容している器具本体と；を具備する。
【００５２】
従って、蛍光発光管が寿命末期になると電球形蛍光ランプが消灯する照明器具を提供できる。
【００５３】
なお、上記各請求項において、電球形蛍光ランプは寿命末期時に確実に点灯回路を停止すると便宜上説明しているが、寿命末期以外の異常点灯状態など、電極の温度上昇とスイッチ素子の過電流とが同時に生起する状態があれば、同様に動作することはいうまでもない。
【００５４】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図１ないし図４を参照して説明する。
〈回路構成〉
図１は、本実施の形態の電球形蛍光ランプが備える点灯回路の回路図である。
【００５５】
図１において、１は交流電源、２は過電流ヒューズ、３は雑音防止回路、４は整流化直流電源、ＳNはスイッチ素子であるＮチャンネル形ＦＥＴ、ＳPはスイッチ素子であるＰチャンネル形ＦＥＴ、ＧCはゲート回路、ＳTは始動回路、ＰTはゲート保護手段、ＬＣは負荷回路である。
【００５６】
交流電源１は、商用１００Ｖ交流電源である。
【００５７】
過電流ヒューズ２は、たとえば配線基板に一体に形成したパターンヒューズからなり、過電流が流れた際に溶断して回路が焼損しないように保護する。
【００５８】
雑音防止回路３は、交流電源１と整流化直流電源４との間に直列に介在するインダクタンスＬ１と、インダクタンスＬ１の交流電源１側において交流電源１に並列的に接続してインダクタンスＬ１とともに逆Ｌ形回路を構成するコンデンサＣ１とからなり、高周波インバータの動作に伴って発生する高周波雑音を電源側に流出しないように除去する。
【００５９】
整流化直流電源４は、ブリッジ形全波整流回路４ａおよび平滑化回路４ｂからなる。
【００６０】
ブリッジ形全波整流回路４ａは、交流入力端が雑音防止回路３を介して交流電源１に接続し、直流出力端が平滑化回路４ｂに接続している。
【００６１】
平滑化回路４ｂは、直列抵抗Ｒ１および平滑電解コンデンサＣ２からなる。
【００６２】
直列抵抗Ｒ１は、抵抗値が数オーム以下で、平滑電解コンデンサＣ２に充電電流が流入する際の電流波形を緩やかにして高調波を低減させる作用を行う。
【００６３】
Ｎチャンネル形ＦＥＴＳNは、そのドレインが平滑電解コンデンサＣ２の正極に接続している。
【００６４】
一方、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPは、そのソースがＮチャンネル形ＦＥＴＳNのソースに接続し、ドレインが平滑電解コンデンサＣ２の負極に接続している。
【００６５】
ゲート回路ＧCは、帰還手段ｓ、直列共振回路ＳRおよびゲート電圧出力手段ＯGからなる。
【００６６】
帰還手段ｓは、後述する限流インダクタンスＬ２に磁気結合している補助巻線からなる。
【００６７】
直列共振回路ＳRは、インダクタンスＬ３およびコンデンサＣ３の直列回路からなり、その両端は帰還手段ｓの両端に接続している。
【００６８】
ゲート電圧出力手段ＯGは、直列共振回路ＳRのコンデンサＣ３の両端に現れる共振電圧をコンデンサＣ４を介して取り出すように構成されている。そして、コンデンサＣ４の一端は、コンデンサＣ３とインダクタンスＬ３との接続点に接続し、コンデンサＣ４の他端はＮチャンネル形ＦＥＴＳNおよびＰチャンネル形ＦＥＴＳPのそれぞれのゲートに接続している。
【００６９】
さらに、コンデンサＣ３の他端が各ＦＥＴのソースに接続している。このようにして、コンデンサＣ３の両端間に現れた共振電圧は、ゲート電圧出力手段ＯGを介して各ＦＥＴのゲート、ソース間に印加される。
【００７０】
始動回路ＳTは、抵抗Ｒ２、Ｒ３およびＲ４からなる。
【００７１】
抵抗Ｒ２は、その一端が平滑電解コンデンサＣ２の正極に接続し、他端がＮチャンネル形ＦＥＴＳNのゲートに接続しているとともに、抵抗Ｒ３の一端およびゲート回路ＧCのゲート電圧出力手段ＯGのゲート側の出力端すなわちコンデンサＣ４の他端に接続している。
【００７２】
抵抗Ｒ３の他端は、直列共振回路ＬＣのインダクタンスＬ３および帰還手段ｓの接続点に接続している。
【００７３】
抵抗Ｒ４は、その一端が各ＦＥＴＳN、ＳPの接続点すなわちそれぞれのソースおよびゲート電圧出力手段ＯGのソース側の出力端に接続し、他端が平滑電解コンデンサＣ２の負極に接続している。
【００７４】
ゲート保護手段ＰTは、一対のツエナーダイオードを逆極性に直列接続してゲート電圧出力手段ＯGに接続している。
【００７５】
負荷回路ＬＣは、負荷である放電ランプＤＬ、限流インダクタンスＬ２、結合コンデンサＣ５および共振コンデンサＣ６からなる。
【００７６】
放電ランプＤＬは、蛍光発光管を用いている。放電ランプＤＬの一方の電極は結合コンデンサＣ５の一端に接続し、他端はＰチャンネル形ＦＥＴＳPのドレインに接続している。
【００７７】
また、他方の電極と並列にフィラメント加熱巻線ｗｈが接続されている。
【００７８】
フィラメント加熱巻線ｗｈは、限流インダクタンスＬ２に磁気結合して、放電ランプＤＬの他方の電極のフィラメントを加熱する。なお、フィラメント加熱巻線ｗｈに代えて共振用コンデンサＣ６の図において下側の端子を放電ランプＤＬの図において下側のフィラメントの非電源側端子に接続してもよい。この場合には、上記フィラメントは共振コンデンサＣ６を流れる電流によって加熱される。
【００７９】
限流インダクタンスＬ２は、その一端が各ＦＥＴＳN、ＳPのソースに接続し、他端は結合コンデンサＣ５の他端に接続している。
【００８０】
共振コンデンサＣ６は、放電ランプＤＬと並列に接続している。
【００８１】
そうして、負荷回路ＬＣは、限流インダクタンスＬ２、結合コンデンサＣ５および共振コンデンサＣ６からなる直列共振回路を形成する。
【００８２】
さらに、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPのソース・ドレイン間にコンデンサＣ７が接続され、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPのスイッチング期間中の負荷を軽減する。
〈構造〉
図２は本実施の形態の電球形蛍光ランプの正面図、図３はその横断平面図、図４は分解斜視図である。
【００８３】
図２ないし図４において、１１は外囲器、１２は口金、１３は隔壁、１４は蛍光発光管、１５は点灯回路である。この電球形蛍光ランプは、口金１２を含む高さが約１１０〜１２５ｍｍとなるように構成されている。
【００８４】
外囲器１１は、透光性グローブ１１ａおよび基体である遮光性基体１１ｂからなる。
【００８５】
透光性グローブ１１ａは最大外径６０ｍｍのガラス製であり、内面に光拡散性被膜を形成した有底筒状をなしている。
【００８６】
遮光性基体１１ｂは、合成樹脂からなるカップ状をなし、基部に口金１２を装着し、開放端に透光性グローブ１１ａを固着している。
【００８７】
透光性グローブ１１ａは、シリコーン接着剤を用いて遮光性基体１１ｂの開放端に接着されている。
【００８８】
隔壁１３は、白色系の合成樹脂を成形してなり、外囲器１１の基体１１ｂの開放端に透光性グローブ１１ａと一緒にシリコーン接着剤により固定されている。そうして、隔壁１３は、外囲器１１の内部を発光室Ａと回路収納室Ｂとに区分している。また、隔壁１３には、蛍光発光管支持孔１３ａが形成されている。
【００８９】
蛍光発光管１４は、バルブ１４ａ、図示しない電極（フィラメント）、蛍光体層および放電媒体を含んで構成されている。
【００９０】
バルブ１４ａは、外径１０ｍｍ、肉厚約０．８ｍｍ、長さ１２０ｍｍの細長いガラス管を中央でＵ字状に折曲したもの３つ連結したような形状に形成されている。蛍光発光管１４の高さは約５５ｍｍ、放電路長は約２５０ｍｍである。
【００９１】
蛍光発光管１４の電極は、熱陰極形で、バルブ１４ａの両端にその一対が封装されている。蛍光発光管１４は、ランプ電力が７〜１５Ｗで点灯したときに全光束が７００ｌｍ以上、ランプ効率が６０ｌｍ／Ｗとなるように構成されている。本実施形態においては、電球形蛍光ランプの入力定格電力は１４Ｗであり、蛍光発光管１４には１２．５Ｗの電力（ランプ電流２３５ｍＡ、ランプ電圧５４Ｖ）が加わり、全光束８１０ｌｍで点灯する。
【００９２】
蛍光体層は、バルブ１４ａの内面側に形成されている。
【００９３】
放電媒体は、水銀およびアルゴンなどの４００Ｐａの希ガスからなり、バルブ１４ａ内を排気してからバルブ１４ａ内に封入されている。
【００９４】
そうして、蛍光発光管１４は、その両端部を発光室Ａ側から隔壁１３の蛍光発光管挿入孔１３ａに挿入してシリコーン接着剤により隔壁１３に固定して支持されて外囲器１１の発光室Ａに配置されている。
【００９５】
また、蛍光発光管１４の中間部は、図示しないシリコーン接着剤充填孔から充填されたシリコーン接着剤により隔壁１３に固着されている。
【００９６】
点灯回路１５は、基板である配線基板１５ａおよび配線基板１５ａに実装された回路部品１５ｂからなり、隔壁１３に装着されて外囲器１１の回路収納室Ｂに配置されている。
【００９７】
そうして、口金１２は、点灯回路１５の入力端に接続し、点灯回路１５の出力端は蛍光発光管１４の両電極に接続している。
〈回路動作〉
次に、本実施の形態における回路動作について説明する。
【００９８】
交流電源１を投入すると、整流化直流電源４により平滑化された直流電圧が平滑電解コンデンサＣ２の両端に現れる。そして、直列接続されたＮチャンネル形ＦＥＴＳNおよびＰチャンネル形ＦＥＴＳPの両ドレイン間に直流電圧が印加される。しかし、両ＦＥＴＳN、ＳPに対してゲート電圧が印加されていないので、両ＦＥＴＳN、ＳPはオフ状態のままである。
【００９９】
直流電圧は、同時に始動回路ＳTにも印加されるので、抵抗Ｒ３の両端には主として抵抗Ｒ２、Ｒ３およびＲ４の各抵抗値の案分比に応じた電圧が現れる。そして、抵抗Ｒ３の端子電圧は、各ＦＥＴのゲート・ソース間に正の電圧として印加される。その結果、Ｎチャンネル形ＦＥＴＳNはスレッシュホールド電圧を超えるように設定されているため、オンする。これに対して、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPのゲート・ソース間に印加される電圧は、所要のゲート電圧とは逆極性であるため、オフ状態のままである。
【０１００】
Ｎチャンネル形ＦＥＴＳNがオンすると、整流化直流電源４からＮチャンネル形ＦＥＴＳNのドレイン・ソースを介して負荷回路ＬＣすなわち限流インダクタンスＬ２、結合コンデンサＣ５および共振コンデンサＣ６を直列に介して電流が流れる。負荷回路ＬＣの限流インダクタンスＬ２、結合コンデンサＣ５および共振コンデンサＣ６の直列共振回路が共振して共振コンデンサＣ６の端子電圧が高くなる。
【０１０１】
一方、限流インダクタンスＬ２に電流が流れたことにより、磁気結合している帰還手段ｓおよびフィラメント加熱巻線ｗｈに電圧が誘起される。
【０１０２】
上記の電流により帰還手段ｓに誘起される電圧によりその直列共振回路ＳRが直列共振を開始する。この直列共振によりコンデンサＣ３には昇圧された負電圧が発生するので、ゲート保護手段ＰTにより一定電圧に規制され、ゲート保護手段ＰTを介してＰチャンネル形ＦＥＴＳPおよびＮチャンネル形ＦＥＴＳNのそれぞれのゲート・ソース間に印加される。これにより、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPのゲートはスレッシュホールド電圧を超えるため、オンする。これに対して、今までオンしていたＮチャンネル形ＦＥＴＳNは、逆極性になり所定のゲート電圧がなくなるため、オフする。
【０１０３】
Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPがオンすると、負荷回路ＬＣの限流インダクタンスＬ２に蓄積されている電磁エネルギーおよびコンデンサＣ６の充電電荷が放出されてＰチャンネル形ＦＥＴＳPのソース・ドレインおよび負荷回路ＬＣの閉回路内をＮチャンネル形ＦＥＴＳNがオンしたときとは逆方向に電流が流れる。
【０１０４】
他方、フィラメント加熱巻線ｗｈには、限流インダクタンスＬ２に交互方向の電流が流れるのに伴って交流電圧が誘起され、放電ランプＤＬである蛍光発光管１４の一方の電極を加熱するので、蛍光発光管１４内に電子放射が行われる。
【０１０５】
蛍光発光管１４には、上記電子放射と一緒に共振コンデンサＣ６の両端に現れる高い共振電圧（２次電圧）が印加されるため、やがて始動し、点灯する。
【０１０６】
Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPがオンした際に流れる電流により、帰還手段ｓに始動回路ＳTを通じて流れた電流と同一極性の電流が流れるため、再びＮチャンネル形ＦＥＴＳNがオンし、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPがオフする。以後各ＦＥＴＳN、ＳPが交互にオン、オフして蛍光発光管１４が高周波点灯する。ここに、Ｎチャンネル形ＦＥＴＳNおよびＰチャンネル形ＦＥＴＳP等は、スイッチ回路である相補型スイッチ回路を構成する。
【０１０７】
ここで、蛍光発光管１４は寿命末期時になると定格の点灯電圧を印加しても点灯し難くなり、蛍光発光管１４に印加される電圧が増大する。そして、蛍光発光管１４が寿命末期となって半波放電などを生起した場合、蛍光発光管１４に印加される点灯電圧が増大して電極の温度が上昇し、この電極からの熱の影響と、電極の温度上昇に伴ないＰチャンネル形ＦＥＴＳPやＮチャンネル形ＦＥＴＳNに過電流が作用することにより、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPやＮチャンネル形ＦＥＴＳNが温度上昇し、その温度上昇によってＰチャンネル形ＦＥＴＳPやＮチャンネル形ＦＥＴＳNが破壊される。これにより、点灯回路１５の動作が停止され、蛍光発光管１４の寿命末期時における熱的な不具合が防止される。
【０１０８】
さらに詳しく説明すると、本実施の形態では、始動時の蛍光発光管１４がアーク放電に転移するまで点灯回路１５が蛍光発光管１４に付与し続ける２次電圧、つまり、共振コンデンサＣ６の両端に現れる高い共振電圧によって、蛍光発光管１４がアーク放電に転移すべき規定時間よりも長く、かつ、寿命末期時の蛍光発光管１４が破損するであろう時間よりも短い所定時間内に、点灯回路１５の一部であるＰチャンネル形ＦＥＴＳPが過電流により破壊される。この場合、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPはＮチャンネル形ＦＥＴＳNよりも破壊しやすいため、回路破壊が確実となる。ここに、回路破壊手段が構成されている。つまり、本実施の形態によれば、蛍光発光管１４が寿命末期となった場合、蛍光発光管１４がアーク放電に転移すべき規定時間よりも長い時間だけ蛍光発光管１４に対する給電を確保するので、蛍光発光管１４にある程度の点灯能力が残っていれば蛍光発光管１４を点灯させることができる。その一方、回路破壊手段は、寿命末期時の蛍光発光管１４が破損するであろう時間よりも短い所定時間内に点灯回路１５を破壊するので、蛍光発光管１４の破損を確実に防止することができる。これにより、蛍光発光管１４の熱変形や熱破壊により、蛍光発光管１４が発煙したり、蛍光発光管１４から水銀蒸気が飛び出したり、遮光性基体１１ｂ等の樹脂部品が溶け出したり、場合によっては蛍光発光管１４が発火したりするという危険を未然に防止して安全性を向上させることができる。
【０１０９】
つぎに、本発明の第２の実施の形態を図５に基づいて説明する。第１の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する（以下、同様）。図５は、電球形蛍光ランプの縦断正面図である。
【０１１０】
本実施の形態では、配線基板１５ａは、蛍光発光管１４の電極側端面のほぼ全体を覆うように遮光性基体１１ｂ内に取り付けられている。さらに、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPとＮチャンネル形ＦＥＴＳNとが、配線基板１５ａにおける蛍光発光管１４に対向する面に取り付けられている。
【０１１１】
また、配線基板１５ａの最大径が蛍光発光管１４の最大幅に対して±１０％の範囲内となるように設定されている。具体的には、配線基板１５ａの直径（最大径）が３５ｍｍ、蛍光発光管１４の最大幅が３４ｍｍである。すなわち、配線基板１５ａが１ｍｍ大きく、蛍光発光管１４に対して３％大きい程度である。
【０１１２】
このような構成において、蛍光発光管１４は寿命末期時になると定格の点灯電圧を印加しても点灯し難くなり、蛍光発光管１４に印加される電圧が増大する。そして、蛍光発光管１４が寿命末期となって半波放電などを生起した場合、蛍光発光管１４に印加される点灯電圧が増大して電極の温度が上昇し、この電極からの熱の影響と、電極の温度上昇に伴ないＰチャンネル形ＦＥＴＳPやＮチャンネル形ＦＥＴＳNに過電流が作用することにより、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPやＮチャンネル形ＦＥＴＳNが温度上昇し、その温度上昇によってＰチャンネル形ＦＥＴＳPやＮチャンネル形ＦＥＴＳNが破壊される。これにより、点灯回路１５の動作が停止され、蛍光発光管１４の寿命末期時における熱的な不具合が防止される。
【０１１３】
さらに、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPとＮチャンネル形ＦＥＴＳNとが、配線基板１５ａにおける蛍光発光管１４に対向する面に取り付けられているので、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPとＮチャンネル形ＦＥＴＳNとは、蛍光発光管１４の寿命末期時における熱影響をさらに効果的に受けるようになり、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPとＮチャンネル形ＦＥＴＳNとの破壊がより一層速やかに行われる。
【０１１４】
さらに、配線基板１５ａの最大径と蛍光発光管１４の最大幅とが±１０％の範囲であるため、電球形蛍光ランプの小型化を図ることができるとともに、蛍光発光管１４の寿命末期時における熱影響を点灯回路１５のＰチャンネル形ＦＥＴＳPとＮチャンネル形ＦＥＴＳNとが効果的に受けるようになり、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPとＮチャンネル形ＦＥＴＳNとの破壊が速やかに行われる。
【０１１５】
このようにして、蛍光発光管１４の寿命末期時におけるＰチャンネル形ＦＥＴＳPとＮチャンネル形ＦＥＴＳNとの熱破壊を速やかに行ない、点灯回路１５による高周波の生成を停止して蛍光発光管１４を消灯させることにより、蛍光発光管１４の寿命末期時における熱変形や熱破壊が防止される。
【０１１６】
つぎに、本発明の第３の実施の形態を図６に基づいて説明する。図６は、電球形蛍光ランプの縦断正面図である。
【０１１７】
本実施の形態では、二つのＦＥＴＳNまたはＳPのうちのいずれか一方または両方が回路収納室Ｂではなく、発光室Ａの側において、蛍光発光管１４のフィラメント加熱巻線ｗｈの近傍に配置されている。これにより、始動時の蛍光発光管１４がアーク放電に転移するまで点灯回路が蛍光発光管１４に付与し続ける２次電圧、つまり、共振コンデンサＣ６の両端に現れる高い共振電圧によって、蛍光発光管１４がアーク放電に転移すべき規定時間よりも長く、かつ、寿命末期時の蛍光発光管１４が破損するであろう時間よりも短い所定時間内に、点灯回路の一部であるＦＥＴＳNまたはＳPのいずれか一方または両方が熱破壊する。
【０１１８】
つぎに、本発明の第４の実施の形態を図７および図８に基づいて説明する。図７は電球形蛍光ランプの正面図、図８はその横断平面図である。
【０１１９】
本実施の形態では、平滑化回路４ｂを構成する平滑電解コンデンサＣ２（図１参照）が回路収納室Ｂではなく、発光室Ａの側において、蛍光発光管１４のフィラメント加熱巻線ｗｈの近傍に配置されている。平滑電解コンデンサＣ２は、図８に示すように、蛍光発光管１４に取り囲まれるように配置されている。これにより、始動時の蛍光発光管１４がアーク放電に転移するまで点灯回路１５が蛍光発光管１４に付与し続ける２次電圧、つまり、共振コンデンサＣ６の両端に現れる高い共振電圧によって、蛍光発光管１４がアーク放電に転移すべき規定時間よりも長く、かつ、寿命末期時の蛍光発光管１４が破損するであろう時間よりも短い所定時間内に、点灯回路の一部である平滑電解コンデンサＣ２が熱破壊する。
【０１２０】
なお、本実施の形態では、デットスペースとなる蛍光発光管１４に取り囲まれた空間に比較的大型の電気部品である平滑電解コンデンサＣ２が配置されるため、空間利用率が高く、蛍光発光管１４の小型化が図られる。
【０１２１】
ついで、本発明の第５の実施の形態を図９に基づいて説明する。図９は、点灯回路１６を示す回路図である。本実施の形態では、直列共振回路を構成する限流インダクタンスＬ２、結合コンデンサＣ５および共振コンデンサＣ６により形成される共振ループ内に、蛍光発光管１４の一方の電極（フィラメント）を直列接続し、回路破壊手段がフィラメントを破壊するようにした。つまり、共振コンデンサＣ６の両端に現れる高い共振電圧によって、蛍光発光管１４がアーク放電に転移すべき規定時間よりも長く、かつ、寿命末期時の蛍光発光管１４が破損するであろう時間よりも短い所定時間内に、点灯回路１６の一部である蛍光発光管１４のフィラメントが熱破壊するようにした。このような回路破壊手段は、特別な構造を設けることなく容易に構成される。そして、相補型スイッチ回路の共振ループ内に蛍光発光管１４の一方のフィラメントを直列接続したのは、フィラメントの断線によって共振ループを遮断するためである。つまり、フィラメントが断線しても共振ループが遮断されなければ、相補型スイッチ回路は作動し続けてしまうからである。
【０１２２】
なお、点灯回路１６が蛍光発光管１４の一方のフィラメントのみを余熱するようにし、クレストファクタを１．７以上に設定するようにして回路破壊手段を構成するようにしても良い。これにより、余熱されたフィラメントが断線しやすくなり、特別な構造を設けることなく回路破壊手段が容易に構成される。
【０１２３】
つぎに、本発明の第６の実施の形態を図１０に基づいて説明する。図１０は、電球形蛍光ランプを一部を切り欠いて示す正面図である。この電球形蛍光ランプは、その構造及び点灯回路１５の回路構成は第１の実施の形態の電球形蛍光ランプと略同じである。異なる点は、この電球形蛍光ランプが透光性グローブを用いないタイプのものであること、蛍光発光管１４が２本のＵ字管をつないで形成されていることである。
【０１２４】
Ｐチャンネル形ＦＥＴＳP及びＮチャンネル形ＦＥＴＳNは、２石でハーフブリッジを形成しており、蛍光発光管１４の寿命末期時におけるランプ電圧の上昇に伴って一方のスイッチ素子であるＰチャンネル形ＦＥＴＳPが破壊されるようにその定格電流を他方のスイッチ素子であるＮチャンネル形ＦＥＴＳNの定格電流よりも低くしてある。そして、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPが破壊したとき、破片が飛散しないように、図示しないシリコーンなどの樹脂でＰチャンネル形ＦＥＴＳPを被覆している。Ｐチャンネル形ＦＥＴＳP及びＮチャンネル形ＦＥＴＳNの定格特性を表１に示す。
【０１２５】
【表１】
【０１２６】
ここで、ＶDSSは、ドレイン−ソース間の耐電圧、ＩDは許容電流、ＲDSはオン抵抗をそれぞれ示す。この場合、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPが定格の低いスイッチ素子として作用する。
【０１２７】
つぎに、本発明の第７の実施の形態を図１１に基づいて説明する。図１１は、照明装置を一部を断面にして示す正面図である。この照明装置は、上述した各実施の形態の電球形蛍光ランプを器具本体１７内に下向きに収容したものである。
【０１２８】
この電球形蛍光ランプで用いられている蛍光発光管１４が寿命末期になると消灯するので、直ちに電球形蛍光ランプ交換を喚起できる照明器具を提供できる。
【０１２９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の電球形蛍光ランプによれば、蛍光発光管が寿命末期となって半波放電などを生起した場合、蛍光発光管に印加される点灯電圧が増大して電極の温度が上昇し、電極の温度上昇に伴ないスイッチ素子が加熱されるとともにスイッチ素子にかかる過電流によってスイッチ素子の温度が上昇し、その温度上昇によりスイッチ素子を破壊することができ、これにより、点灯回路の動作を停止させ、蛍光発光管の寿命末期時における熱的な不具合、例えば、蛍光発光管の熱変形や熱破壊、蛍光発光管の発煙、蛍光発光管から水銀蒸気が飛び出し、樹脂部品の溶け出し、蛍光発光管の発火などを防止して安全性を向上させることができる。さらに、基板の最大径が蛍光発光管の最大幅に対して±１０％の範囲内であるので、電球形蛍光ランプの小型化を図ることができるとともに、蛍光発光管の寿命末期時における熱影響を点灯回路のスイッチ素子が効果的に受けるようになり、スイッチ素子の破壊を速やかに行わせることができる。
【０１３１】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の電球形蛍光ランプにおいて、点灯回路のスイッチ素子が基板の蛍光発光管に対向する面に取り付けられているので、スイッチ素子は、蛍光発光管の寿命末期時における熱影響をさらに効果的に受けるようになり、スイッチ素子の破壊をより一層速やかに行わせることができる。
【０１３２】
請求項３記載の発明の電球形蛍光ランプによれば、蛍光発光管の寿命末期時にスイッチ回路のスイッチ素子に流れる過電流によって増加する自己発熱と、蛍光発光管の電極近傍からの過度の発熱によるスイッチ素子の加熱との相乗的作用によってスイッチ素子が破壊するように蛍光発光管の電極およびスイッチ素子が配置されているので、蛍光発光管の蛇妙末期時にはスイッチ素子の破壊を速やかに行わせることができ、蛍光発光管の寿命末期時における熱的な不具合、例えば、蛍光発光管の熱変形や熱破壊、蛍光発光管の発煙、蛍光発光管から水銀蒸気が飛び出し、樹脂部品の溶け出し、蛍光発光管の発火などを防止して安全性を向上させることができる。
【０１３３】
請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の電球形蛍光ランプにおいて、点灯回路のスイッチ素子は蛍光発光管の側に配置されるだけで容易に構成することができる。
【０１３４】
請求項５記載の発明によれば、請求項３または４記載の電球形蛍光ランプにおいて、点灯回路のスイッチ回路に入力される直流成分を生成するための平滑電解コンデンサが蛍光発光管の寿命末期時に熱破壊するように配置されているので、より確実に点灯回路の動作を停止させることができる。
【０１３５】
請求項６記載の発明によれば、請求項３ないし５いずれか一記載の電球形蛍光ランプにおいて、点灯回路は相補型スイッチ回路を備え、相補型スイッチ回路のＰチャンネル形ＦＥＴが破壊されるので、相補型スイッチ回路のＰチャンネル形ＦＥＴはＮチャンネル形ＦＥＴよりも破壊しやすいため、回路破壊を確実に行うことができる。
【０１４０】
請求項７記載の発明によれば、請求項１ないし６いずれか一記載の電球形蛍光ランプにおいて、蛍光発光管を透光性グローブで覆うことにより、電球形蛍光ランプの外観性、商品性などを向上させることができる。
【０１４１】
請求項８記載の発明の照明器具によれば、請求項１ないし７いずれか一記載の電球形蛍光ランプとこの電球形蛍光ランプを収容している器具本体とを具備するので、蛍光発光管が寿命末期になると消灯する照明器具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す回路図である。
【図２】電球形蛍光ランプを示す正面図である。
【図３】横断平面図である。
【図４】分解斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の電球形蛍光ランプを示す縦断正面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態の電球形蛍光ランプを示す縦断正面図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態の電球形蛍光ランプを示す正面図である。
【図８】横断平面図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態を示す回路図である。
【図１０】本発明の第６の実施の形態の電球形蛍光ランプを一部を断面にして示す正面図である。
【図１１】本発明の第７の実施の形態の照明器具を一部を断面にして示す正面図である。
【符号の説明】
１１ｂ： 基体
１１ａ： 透光性グローブ
１１： 外囲器
１２： 口金
１３： 隔壁
１４： 蛍光発光管
１５，１６： 点灯回路
１５ａ： 基板
１７： 器具本体
ＳN： スイッチ素子
ＳP： スイッチ素子，Ｐチャンネル形ＦＥＴ
ＳN，ＳP： スイッチ回路、相補型スイッチ回路
Ｃ２： 平滑電解コンデンサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、電球形蛍光ランプ及びこの電球形蛍光ランプを用いた照明器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、蛍光発光管とその点灯回路とを電球形の外囲器に収納した電球形蛍光ランプが知られている。このような電球形蛍光ランプは、白熱ランプ用のソケットに直接捩じ込まれるＥ形口金を有し、商用電源からの低周波交流を高周波に変更して蛍光発光管に給電する点灯回路を外囲器内に備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
蛍光発光管は、寿命末期になると、定格の点灯電圧を印加しても点灯し難くなり、蛍光発光管に印加される電圧が増大する。この場合、蛍光発光管の電極近傍が過度に温度上昇し、外囲器が熱破損するおそれがあるため、寿命末期時には、点灯回路の動作を早期に停止させる必要がある。
【０００４】
特開平１０−１８９２７９号公報には、点灯回路側のスイッチ素子が寿命末期時に自己破壊され、蛍光発光管に対する給電が停止される電球形蛍光ランプが開示されている。
【０００５】
しかし、この従来例の電球形蛍光ランプは、スイッチ素子の自己破壊によって点灯回路の動作を停止するものであり、スイッチ素子の耐熱性、耐電圧性などの諸特性にばらつきがあると、寿命末期を迎えてからしばらく自己破壊に至らないことも考えられる。このため、一層確実にスイッチ素子を破壊する手段が望まれている。
【０００６】
本発明は、蛍光発光管の寿命末期において、早期に点灯回路の動作を停止することが可能な電球形蛍光ランプ及びこの電球形蛍光ランプを用いた照明器具を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電球形蛍光ランプの発明は、口金を有する基体と；前記基体に取り付けられた蛍光発光管と；前記蛍光発光管の電極側端面のほぼ全体を覆うように前記基体内に取り付けられ、最大径が前記蛍光発光管の最大幅に対して±１０％の範囲内である基板と；前記蛍光発光管を作動させる高周波を生成して前記蛍光発光管の寿命末期時における前記蛍光発光管の電極の温度上昇により破壊される位置にスイッチ素子が配設された点灯回路と；を具備する。
【０００８】
本発明および以下の請求項記載の各発明において、特に指定しない限り、用語の定義および技術的意味は次による。
【０００９】
「口金」は、例えば、白熱ランプなどが取り付けられるソケットに捩じ込まれるものであり、代表的なものとしてはエジソンベース形（Ｅ形）ソケットが挙げられる。
【００１０】
「基体」は、例えば、プラスチックなどの絶縁材料により形成され、透光性を備えないか、ごく微弱な透光性を有するようなものが望ましい。これは、後述する「点灯回路」を収納保持するため、点灯回路を見えないようにするためである。もっとも、これに限定されるわけではなく、あえて透光性を有する材料により形成しても良い。
【００１１】
「蛍光発光管」は、いわゆる蛍光ランプであり、その形状は特に限定されない。もっとも、Ｕ字形状やその連続形状等とすることで、明るさを確保しながらコンパクトな形状とすることができる。また、この蛍光発光管は、エミッタの消耗などにより寿命末期となった場合、蛍光発光管に印加される電圧が増大し、電極の発熱量が増大する。
【００１２】
「スイッチ素子」は、電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタなどオン、オフ動作をしてインバータ回路を構成するものであればよい。スイッチ素子の個数は問わない。また、スイッチ素子は、蛍光発光管の寿命末期時に蛍光発光管の電極近傍が温度上昇することと、スイッチ素子にかかる過電流とが影響しあって破壊されるように基板に配設されている。
【００１３】
「点灯回路」は、負荷となる蛍光発光管の負特性を補償するために、バラスト手段としてたとえば限流インダクタンスを蛍光発光管と直列接続するように構成されている。
【００１４】
また、「蛍光発光管」は、低圧放電ランプである蛍光ランプなので、電極としてフィラメントを用いるとともに、フィラメントを熱陰極始動・熱陰極点灯させるのが一般的である。このような場合に、フィラメントを始動時に加熱する方法には、例えば、以下に示す２通りがある。
【００１５】
その１は、始動時に少なくとも一方のフィラメントを介して放電ランプと並列的に共振用コンデンサを接続することである。そうすれば、始動時に限流インダクタンスおよび共振用コンデンサを介して電流がフィラメントに流れるので、これらと直列接続されているフィラメントが加熱される。これと同時に限流用インダクタンスと共振用コンデンサとが適度に直列共振して、共振用コンデンサの端子電圧が高くなるので、放電ランプのフィラメント加熱状態と印加電圧との関係で放電ランプが始動可能になると放電ランプは始動する。
【００１６】
その２は、フィラメント加熱用トランスを用いてフィラメントを加熱することである。フィラメント加熱用トランスは、限流用インダクタンスと別に設けてもよいが、フィラメント加熱巻線を限流用インダクタンスに磁気結合させることができる。そうすれば、回路部品点数の増加を抑制できる。
【００１７】
蛍光発光管が寿命末期となって半波放電などを生起した場合、蛍光発光管に印加される点灯電圧が増大して電極の温度が上昇する。電極の温度上昇に伴ない、スイッチ素子が加熱されるとともにスイッチ素子にかかる過電流によってスイッチ素子の温度が上昇し、その温度上昇によりスイッチ素子が破壊される。これにより、点灯回路の動作が停止され、蛍光発光管の寿命末期時における熱的な不具合が防止される。
【００２０】
「基板の最大径」とは、円形基板の場合にはその直径を意味し、多角形基板の場合にはその最大幅を意味する。
【００２１】
「蛍光発光管の最大幅」とは、蛍光発光管の基体への取付方向に直交する断面における最大寸法である。例えば、複数の直管状バルブ又はＵ字状バルブを並設して一対の電極間に放電路が形成された蛍光発光管の場合は、直管状又はＵ字状バルブの長手方向に直交する断面におけるバルブ外側面同士の最大幅である。
【００２２】
基板の最大径は、蛍光発光管の最大幅とほぼ同一であることが望ましい。なぜなら、基板の最大径が蛍光発光管の最大幅より大きいと、その分だけ電球形蛍光ランプの幅方向の外形寸法が大きくなり、また、基板の最大径が蛍光発光管の最大幅よりも小さいと、基板の実装面積が小さくなるとともに基板上に設けた点灯回路のスイッチ素子が蛍光発光管の寿命末期時に蛍光発光管からの熱影響を受け難くなるからである。
【００２３】
電球形蛍光ランプの外形寸法は小型化が望まれており、その外形寸法は電球形蛍光ランプの構成のうち比較的寸法が大きい蛍光発光管の寸法によって決まることが多い。一方、基板には点灯回路としての回路部品が実装されるので、できるだけ基板面積が大きいほど部品実装が容易になる。また、この回路部品が蛍光発光管の寿命末期時に蛍光発光管からの熱影響を受け易くするためには、基板を蛍光発光管の端部（特に電極端部）を覆って基体に取り付けることが望ましい。しかし、蛍光発光管の小型化に伴ない、基体も小型化されるため、この基体内に取り付けられる基板の面積には制限があり、上記のように基板の最大径は、蛍光発光管とほぼ同一であることが望ましいことになる。
【００２４】
基板の最大径が蛍光発光管の最大幅に対して１０％を超えて大きくなると、電球形蛍光ランプの幅方向の外形寸法が大きくなるために商品性が損なわれて好ましくない。
【００２５】
基板の最大径が蛍光発光管の最大幅に対して１０％を下回り小さくなると、基板への部品実装面積が小さくなるとともに、蛍光発光管の寿命末期時に蛍光発光管からの熱影響を効果的に受け入れられなくなるのでやはり好ましくない。
【００２６】
従って、基板の最大径が蛍光発光管の最大幅に対して±１０％の範囲内とすることにより、電球形蛍光ランプの小型化を図ることができるとともに、蛍光発光管の寿命末期時における熱影響を点灯回路のスイッチ素子が効果的に受けるようになり、スイッチ素子の破壊が速やかに行われる。
【００２７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電球形蛍光ランプにおいて、前記点灯回路の前記スイッチ素子が前記基板の前記蛍光発光管に対向する面に取り付けられている。
【００２８】
従って、スイッチ素子は、蛍光発光管の寿命末期時における熱影響をさらに効果的に受けるようになり、スイッチ素子の破壊がより一層速やかに行われる。
【００２９】
請求項３記載の電球形蛍光ランプの発明は、口金を備えた基体を主体として構成された外囲器と；前記外囲器の内部に配置された蛍光発光管と；前記外囲器の内部で前記基体の部分に配置され、前記蛍光発光管を作動させる高周波を生成するスイッチ回路を備える点灯回路と；を具備しており、前記蛍光発光管の寿命末期時に前記スイッチ回路のスイッチ素子に流れる過電流によって増加する自己発熱と、前記蛍光発光管の電極近傍からの過度の発熱による前記スイッチ素子の加熱との相乗的作用によって前記スイッチ素子が破壊するように前記蛍光発光管の電極および前記スイッチ素子が配置されている。
【００３１】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の電球形蛍光ランプにおいて、前記点灯回路の前記スイッチ素子は前記蛍光発光管の側に配置される。
【００３２】
請求項５記載の発明は、請求項３または４記載の電球形蛍光ランプにおいて、前記点灯回路の前記スイッチ回路に入力される直流成分を生成するための平滑電解コンデンサが前記蛍光発光管の寿命末期時に熱破壊するように配置されている。
【００３３】
従って、蛍光発光管の寿命末期時にスイッチ素子を破壊するように構成することに加えて、平滑電解コンデンサをも破壊するように構成することによって、より確実に点灯回路の動作を停止させることができる。
【００３４】
すなわち、本発明の点灯回路は、蛍光発光管の寿命末期時に平滑電解コンデンサが蛍光発光管の熱影響によりドライアップして両端子間を開放（オープン）するか、又は、この平滑電解コンデンサの両端子間を短絡して破壊されるように構成されている。
【００３５】
平滑電解コンデンサの両端子間が開放された場合には、スイッチ素子に不所望な波形の電圧が印加されるため、スイッチ素子が破壊されやすくなる。
【００３６】
平滑電解コンデンサの両端子間が短絡された場合には、この平滑電解コンデンサに過度の電流が流れるため、過電流ヒューズなどの保護機能が作用して点灯回路を停止させることができる。
【００３７】
請求項６記載の発明は、請求項３ないし５いずれか一記載の電球形蛍光ランプにおいて、前記点灯回路は相補型スイッチ回路を備え、前記相補型スイッチ回路のＰチャンネル形ＦＥＴが破壊される。
【００３８】
「相補型スイッチ回路」は、Ｎチャンネル形ＦＥＴとＰチャンネル形ＦＥＴとを交互に高速スイッチングする回路である。つまり、相補型スイッチ回路は、高周波を発生する。この場合の高周波というのは、例えば、１ＫＨｚ以上の周波数を意味する。そして、このような回路には、例えば、Ｎチャンネル形ＦＥＴおよびＰチャンネル形ＦＥＴに対して共通にそれぞれの所要のゲート電圧を供給するような回路、すなわち、Ｎチャンネル形ＦＥＴに対しては正電圧を印加してオンさせ、Ｐチャンネル形ＦＥＴに対しては負電圧を印加してオンさせるような回路が組み合わされる。
【００３９】
相補型スイッチ回路のＰチャンネル形ＦＥＴは、一般的にＮチャンネル形ＦＥＴよりも破壊しやすいため、回路破壊が確実となる。
【００４８】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６いずれか一記載の電球形蛍光ランプにおいて、前記蛍光発光管を覆うように前記基体に取り付けられた透光性グローブを具備する。
【００４９】
ここで、「透光性グローブ」とは、例えば、ガラス又は透光性樹脂により形成されるが、その材料はこれに限るものではない。その形状は、白熱ランプの形状に相似させるため、球形状にすることを許容する。
【００５０】
従って、電球形蛍光ランプを透光性グローブで覆うことにより、電球形蛍光ランプの外観性、商品性などが向上する。
【００５１】
請求項８記載の照明器具の発明は、請求項１ないし７いずれか一記載の電球形蛍光ランプと；この電球形蛍光ランプを収容している器具本体と；を具備する。
【００５２】
従って、蛍光発光管が寿命末期になると電球形蛍光ランプが消灯する照明器具を提供できる。
【００５３】
なお、上記各請求項において、電球形蛍光ランプは寿命末期時に確実に点灯回路を停止すると便宜上説明しているが、寿命末期以外の異常点灯状態など、電極の温度上昇とスイッチ素子の過電流とが同時に生起する状態があれば、同様に動作することはいうまでもない。
【００５４】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図１ないし図４を参照して説明する。
〈回路構成〉
図１は、本実施の形態の電球形蛍光ランプが備える点灯回路の回路図である。
【００５５】
図１において、１は交流電源、２は過電流ヒューズ、３は雑音防止回路、４は整流化直流電源、ＳNはスイッチ素子であるＮチャンネル形ＦＥＴ、ＳPはスイッチ素子であるＰチャンネル形ＦＥＴ、ＧCはゲート回路、ＳTは始動回路、ＰTはゲート保護手段、ＬＣは負荷回路である。
【００５６】
交流電源１は、商用１００Ｖ交流電源である。
【００５７】
過電流ヒューズ２は、たとえば配線基板に一体に形成したパターンヒューズからなり、過電流が流れた際に溶断して回路が焼損しないように保護する。
【００５８】
雑音防止回路３は、交流電源１と整流化直流電源４との間に直列に介在するインダクタンスＬ１と、インダクタンスＬ１の交流電源１側において交流電源１に並列的に接続してインダクタンスＬ１とともに逆Ｌ形回路を構成するコンデンサＣ１とからなり、高周波インバータの動作に伴って発生する高周波雑音を電源側に流出しないように除去する。
【００５９】
整流化直流電源４は、ブリッジ形全波整流回路４ａおよび平滑化回路４ｂからなる。
【００６０】
ブリッジ形全波整流回路４ａは、交流入力端が雑音防止回路３を介して交流電源１に接続し、直流出力端が平滑化回路４ｂに接続している。
【００６１】
平滑化回路４ｂは、直列抵抗Ｒ１および平滑電解コンデンサＣ２からなる。
【００６２】
直列抵抗Ｒ１は、抵抗値が数オーム以下で、平滑電解コンデンサＣ２に充電電流が流入する際の電流波形を緩やかにして高調波を低減させる作用を行う。
【００６３】
Ｎチャンネル形ＦＥＴＳNは、そのドレインが平滑電解コンデンサＣ２の正極に接続している。
【００６４】
一方、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPは、そのソースがＮチャンネル形ＦＥＴＳNのソースに接続し、ドレインが平滑電解コンデンサＣ２の負極に接続している。
【００６５】
ゲート回路ＧCは、帰還手段ｓ、直列共振回路ＳRおよびゲート電圧出力手段ＯGからなる。
【００６６】
帰還手段ｓは、後述する限流インダクタンスＬ２に磁気結合している補助巻線からなる。
【００６７】
直列共振回路ＳRは、インダクタンスＬ３およびコンデンサＣ３の直列回路からなり、その両端は帰還手段ｓの両端に接続している。
【００６８】
ゲート電圧出力手段ＯGは、直列共振回路ＳRのコンデンサＣ３の両端に現れる共振電圧をコンデンサＣ４を介して取り出すように構成されている。そして、コンデンサＣ４の一端は、コンデンサＣ３とインダクタンスＬ３との接続点に接続し、コンデンサＣ４の他端はＮチャンネル形ＦＥＴＳNおよびＰチャンネル形ＦＥＴＳPのそれぞれのゲートに接続している。
【００６９】
さらに、コンデンサＣ３の他端が各ＦＥＴのソースに接続している。このようにして、コンデンサＣ３の両端間に現れた共振電圧は、ゲート電圧出力手段ＯGを介して各ＦＥＴのゲート、ソース間に印加される。
【００７０】
始動回路ＳTは、抵抗Ｒ２、Ｒ３およびＲ４からなる。
【００７１】
抵抗Ｒ２は、その一端が平滑電解コンデンサＣ２の正極に接続し、他端がＮチャンネル形ＦＥＴＳNのゲートに接続しているとともに、抵抗Ｒ３の一端およびゲート回路ＧCのゲート電圧出力手段ＯGのゲート側の出力端すなわちコンデンサＣ４の他端に接続している。
【００７２】
抵抗Ｒ３の他端は、直列共振回路ＬＣのインダクタンスＬ３および帰還手段ｓの接続点に接続している。
【００７３】
抵抗Ｒ４は、その一端が各ＦＥＴＳN、ＳPの接続点すなわちそれぞれのソースおよびゲート電圧出力手段ＯGのソース側の出力端に接続し、他端が平滑電解コンデンサＣ２の負極に接続している。
【００７４】
ゲート保護手段ＰTは、一対のツエナーダイオードを逆極性に直列接続してゲート電圧出力手段ＯGに接続している。
【００７５】
負荷回路ＬＣは、負荷である放電ランプＤＬ、限流インダクタンスＬ２、結合コンデンサＣ５および共振コンデンサＣ６からなる。
【００７６】
放電ランプＤＬは、蛍光発光管を用いている。放電ランプＤＬの一方の電極は結合コンデンサＣ５の一端に接続し、他端はＰチャンネル形ＦＥＴＳPのドレインに接続している。
【００７７】
また、他方の電極と並列にフィラメント加熱巻線ｗｈが接続されている。
【００７８】
フィラメント加熱巻線ｗｈは、限流インダクタンスＬ２に磁気結合して、放電ランプＤＬの他方の電極のフィラメントを加熱する。なお、フィラメント加熱巻線ｗｈに代えて共振用コンデンサＣ６の図において下側の端子を放電ランプＤＬの図において下側のフィラメントの非電源側端子に接続してもよい。この場合には、上記フィラメントは共振コンデンサＣ６を流れる電流によって加熱される。
【００７９】
限流インダクタンスＬ２は、その一端が各ＦＥＴＳN、ＳPのソースに接続し、他端は結合コンデンサＣ５の他端に接続している。
【００８０】
共振コンデンサＣ６は、放電ランプＤＬと並列に接続している。
【００８１】
そうして、負荷回路ＬＣは、限流インダクタンスＬ２、結合コンデンサＣ５および共振コンデンサＣ６からなる直列共振回路を形成する。
【００８２】
さらに、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPのソース・ドレイン間にコンデンサＣ７が接続され、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPのスイッチング期間中の負荷を軽減する。
〈構造〉
図２は本実施の形態の電球形蛍光ランプの正面図、図３はその横断平面図、図４は分解斜視図である。
【００８３】
図２ないし図４において、１１は外囲器、１２は口金、１３は隔壁、１４は蛍光発光管、１５は点灯回路である。この電球形蛍光ランプは、口金１２を含む高さが約１１０〜１２５ｍｍとなるように構成されている。
【００８４】
外囲器１１は、透光性グローブ１１ａおよび基体である遮光性基体１１ｂからなる。
【００８５】
透光性グローブ１１ａは最大外径６０ｍｍのガラス製であり、内面に光拡散性被膜を形成した有底筒状をなしている。
【００８６】
遮光性基体１１ｂは、合成樹脂からなるカップ状をなし、基部に口金１２を装着し、開放端に透光性グローブ１１ａを固着している。
【００８７】
透光性グローブ１１ａは、シリコーン接着剤を用いて遮光性基体１１ｂの開放端に接着されている。
【００８８】
隔壁１３は、白色系の合成樹脂を成形してなり、外囲器１１の基体１１ｂの開放端に透光性グローブ１１ａと一緒にシリコーン接着剤により固定されている。そうして、隔壁１３は、外囲器１１の内部を発光室Ａと回路収納室Ｂとに区分している。また、隔壁１３には、蛍光発光管支持孔１３ａが形成されている。
【００８９】
蛍光発光管１４は、バルブ１４ａ、図示しない電極（フィラメント）、蛍光体層および放電媒体を含んで構成されている。
【００９０】
バルブ１４ａは、外径１０ｍｍ、肉厚約０．８ｍｍ、長さ１２０ｍｍの細長いガラス管を中央でＵ字状に折曲したもの３つ連結したような形状に形成されている。蛍光発光管１４の高さは約５５ｍｍ、放電路長は約２５０ｍｍである。
【００９１】
蛍光発光管１４の電極は、熱陰極形で、バルブ１４ａの両端にその一対が封装されている。蛍光発光管１４は、ランプ電力が７〜１５Ｗで点灯したときに全光束が７００ｌｍ以上、ランプ効率が６０ｌｍ／Ｗとなるように構成されている。本実施形態においては、電球形蛍光ランプの入力定格電力は１４Ｗであり、蛍光発光管１４には１２．５Ｗの電力（ランプ電流２３５ｍＡ、ランプ電圧５４Ｖ）が加わり、全光束８１０ｌｍで点灯する。
【００９２】
蛍光体層は、バルブ１４ａの内面側に形成されている。
【００９３】
放電媒体は、水銀およびアルゴンなどの４００Ｐａの希ガスからなり、バルブ１４ａ内を排気してからバルブ１４ａ内に封入されている。
【００９４】
そうして、蛍光発光管１４は、その両端部を発光室Ａ側から隔壁１３の蛍光発光管挿入孔１３ａに挿入してシリコーン接着剤により隔壁１３に固定して支持されて外囲器１１の発光室Ａに配置されている。
【００９５】
また、蛍光発光管１４の中間部は、図示しないシリコーン接着剤充填孔から充填されたシリコーン接着剤により隔壁１３に固着されている。
【００９６】
点灯回路１５は、基板である配線基板１５ａおよび配線基板１５ａに実装された回路部品１５ｂからなり、隔壁１３に装着されて外囲器１１の回路収納室Ｂに配置されている。
【００９７】
そうして、口金１２は、点灯回路１５の入力端に接続し、点灯回路１５の出力端は蛍光発光管１４の両電極に接続している。
〈回路動作〉
次に、本実施の形態における回路動作について説明する。
【００９８】
交流電源１を投入すると、整流化直流電源４により平滑化された直流電圧が平滑電解コンデンサＣ２の両端に現れる。そして、直列接続されたＮチャンネル形ＦＥＴＳNおよびＰチャンネル形ＦＥＴＳPの両ドレイン間に直流電圧が印加される。しかし、両ＦＥＴＳN、ＳPに対してゲート電圧が印加されていないので、両ＦＥＴＳN、ＳPはオフ状態のままである。
【００９９】
直流電圧は、同時に始動回路ＳTにも印加されるので、抵抗Ｒ３の両端には主として抵抗Ｒ２、Ｒ３およびＲ４の各抵抗値の案分比に応じた電圧が現れる。そして、抵抗Ｒ３の端子電圧は、各ＦＥＴのゲート・ソース間に正の電圧として印加される。その結果、Ｎチャンネル形ＦＥＴＳNはスレッシュホールド電圧を超えるように設定されているため、オンする。これに対して、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPのゲート・ソース間に印加される電圧は、所要のゲート電圧とは逆極性であるため、オフ状態のままである。
【０１００】
Ｎチャンネル形ＦＥＴＳNがオンすると、整流化直流電源４からＮチャンネル形ＦＥＴＳNのドレイン・ソースを介して負荷回路ＬＣすなわち限流インダクタンスＬ２、結合コンデンサＣ５および共振コンデンサＣ６を直列に介して電流が流れる。負荷回路ＬＣの限流インダクタンスＬ２、結合コンデンサＣ５および共振コンデンサＣ６の直列共振回路が共振して共振コンデンサＣ６の端子電圧が高くなる。
【０１０１】
一方、限流インダクタンスＬ２に電流が流れたことにより、磁気結合している帰還手段ｓおよびフィラメント加熱巻線ｗｈに電圧が誘起される。
【０１０２】
上記の電流により帰還手段ｓに誘起される電圧によりその直列共振回路ＳRが直列共振を開始する。この直列共振によりコンデンサＣ３には昇圧された負電圧が発生するので、ゲート保護手段ＰTにより一定電圧に規制され、ゲート保護手段ＰTを介してＰチャンネル形ＦＥＴＳPおよびＮチャンネル形ＦＥＴＳNのそれぞれのゲート・ソース間に印加される。これにより、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPのゲートはスレッシュホールド電圧を超えるため、オンする。これに対して、今までオンしていたＮチャンネル形ＦＥＴＳNは、逆極性になり所定のゲート電圧がなくなるため、オフする。
【０１０３】
Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPがオンすると、負荷回路ＬＣの限流インダクタンスＬ２に蓄積されている電磁エネルギーおよびコンデンサＣ６の充電電荷が放出されてＰチャンネル形ＦＥＴＳPのソース・ドレインおよび負荷回路ＬＣの閉回路内をＮチャンネル形ＦＥＴＳNがオンしたときとは逆方向に電流が流れる。
【０１０４】
他方、フィラメント加熱巻線ｗｈには、限流インダクタンスＬ２に交互方向の電流が流れるのに伴って交流電圧が誘起され、放電ランプＤＬである蛍光発光管１４の一方の電極を加熱するので、蛍光発光管１４内に電子放射が行われる。
【０１０５】
蛍光発光管１４には、上記電子放射と一緒に共振コンデンサＣ６の両端に現れる高い共振電圧（２次電圧）が印加されるため、やがて始動し、点灯する。
【０１０６】
Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPがオンした際に流れる電流により、帰還手段ｓに始動回路ＳTを通じて流れた電流と同一極性の電流が流れるため、再びＮチャンネル形ＦＥＴＳNがオンし、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPがオフする。以後各ＦＥＴＳN、ＳPが交互にオン、オフして蛍光発光管１４が高周波点灯する。ここに、Ｎチャンネル形ＦＥＴＳNおよびＰチャンネル形ＦＥＴＳP等は、スイッチ回路である相補型スイッチ回路を構成する。
【０１０７】
ここで、蛍光発光管１４は寿命末期時になると定格の点灯電圧を印加しても点灯し難くなり、蛍光発光管１４に印加される電圧が増大する。そして、蛍光発光管１４が寿命末期となって半波放電などを生起した場合、蛍光発光管１４に印加される点灯電圧が増大して電極の温度が上昇し、この電極からの熱の影響と、電極の温度上昇に伴ないＰチャンネル形ＦＥＴＳPやＮチャンネル形ＦＥＴＳNに過電流が作用することにより、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPやＮチャンネル形ＦＥＴＳNが温度上昇し、その温度上昇によってＰチャンネル形ＦＥＴＳPやＮチャンネル形ＦＥＴＳNが破壊される。これにより、点灯回路１５の動作が停止され、蛍光発光管１４の寿命末期時における熱的な不具合が防止される。
【０１０８】
さらに詳しく説明すると、本実施の形態では、始動時の蛍光発光管１４がアーク放電に転移するまで点灯回路１５が蛍光発光管１４に付与し続ける２次電圧、つまり、共振コンデンサＣ６の両端に現れる高い共振電圧によって、蛍光発光管１４がアーク放電に転移すべき規定時間よりも長く、かつ、寿命末期時の蛍光発光管１４が破損するであろう時間よりも短い所定時間内に、点灯回路１５の一部であるＰチャンネル形ＦＥＴＳPが過電流により破壊される。この場合、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPはＮチャンネル形ＦＥＴＳNよりも破壊しやすいため、回路破壊が確実となる。ここに、回路破壊手段が構成されている。つまり、本実施の形態によれば、蛍光発光管１４が寿命末期となった場合、蛍光発光管１４がアーク放電に転移すべき規定時間よりも長い時間だけ蛍光発光管１４に対する給電を確保するので、蛍光発光管１４にある程度の点灯能力が残っていれば蛍光発光管１４を点灯させることができる。その一方、回路破壊手段は、寿命末期時の蛍光発光管１４が破損するであろう時間よりも短い所定時間内に点灯回路１５を破壊するので、蛍光発光管１４の破損を確実に防止することができる。これにより、蛍光発光管１４の熱変形や熱破壊により、蛍光発光管１４が発煙したり、蛍光発光管１４から水銀蒸気が飛び出したり、遮光性基体１１ｂ等の樹脂部品が溶け出したり、場合によっては蛍光発光管１４が発火したりするという危険を未然に防止して安全性を向上させることができる。
【０１０９】
つぎに、本発明の第２の実施の形態を図５に基づいて説明する。第１の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する（以下、同様）。図５は、電球形蛍光ランプの縦断正面図である。
【０１１０】
本実施の形態では、配線基板１５ａは、蛍光発光管１４の電極側端面のほぼ全体を覆うように遮光性基体１１ｂ内に取り付けられている。さらに、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPとＮチャンネル形ＦＥＴＳNとが、配線基板１５ａにおける蛍光発光管１４に対向する面に取り付けられている。
【０１１１】
また、配線基板１５ａの最大径が蛍光発光管１４の最大幅に対して±１０％の範囲内となるように設定されている。具体的には、配線基板１５ａの直径（最大径）が３５ｍｍ、蛍光発光管１４の最大幅が３４ｍｍである。すなわち、配線基板１５ａが１ｍｍ大きく、蛍光発光管１４に対して３％大きい程度である。
【０１１２】
このような構成において、蛍光発光管１４は寿命末期時になると定格の点灯電圧を印加しても点灯し難くなり、蛍光発光管１４に印加される電圧が増大する。そして、蛍光発光管１４が寿命末期となって半波放電などを生起した場合、蛍光発光管１４に印加される点灯電圧が増大して電極の温度が上昇し、この電極からの熱の影響と、電極の温度上昇に伴ないＰチャンネル形ＦＥＴＳPやＮチャンネル形ＦＥＴＳNに過電流が作用することにより、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPやＮチャンネル形ＦＥＴＳNが温度上昇し、その温度上昇によってＰチャンネル形ＦＥＴＳPやＮチャンネル形ＦＥＴＳNが破壊される。これにより、点灯回路１５の動作が停止され、蛍光発光管１４の寿命末期時における熱的な不具合が防止される。
【０１１３】
さらに、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPとＮチャンネル形ＦＥＴＳNとが、配線基板１５ａにおける蛍光発光管１４に対向する面に取り付けられているので、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPとＮチャンネル形ＦＥＴＳNとは、蛍光発光管１４の寿命末期時における熱影響をさらに効果的に受けるようになり、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPとＮチャンネル形ＦＥＴＳNとの破壊がより一層速やかに行われる。
【０１１４】
さらに、配線基板１５ａの最大径と蛍光発光管１４の最大幅とが±１０％の範囲であるため、電球形蛍光ランプの小型化を図ることができるとともに、蛍光発光管１４の寿命末期時における熱影響を点灯回路１５のＰチャンネル形ＦＥＴＳPとＮチャンネル形ＦＥＴＳNとが効果的に受けるようになり、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPとＮチャンネル形ＦＥＴＳNとの破壊が速やかに行われる。
【０１１５】
このようにして、蛍光発光管１４の寿命末期時におけるＰチャンネル形ＦＥＴＳPとＮチャンネル形ＦＥＴＳNとの熱破壊を速やかに行ない、点灯回路１５による高周波の生成を停止して蛍光発光管１４を消灯させることにより、蛍光発光管１４の寿命末期時における熱変形や熱破壊が防止される。
【０１１６】
つぎに、本発明の第３の実施の形態を図６に基づいて説明する。図６は、電球形蛍光ランプの縦断正面図である。
【０１１７】
本実施の形態では、二つのＦＥＴＳNまたはＳPのうちのいずれか一方または両方が回路収納室Ｂではなく、発光室Ａの側において、蛍光発光管１４のフィラメント加熱巻線ｗｈの近傍に配置されている。これにより、始動時の蛍光発光管１４がアーク放電に転移するまで点灯回路が蛍光発光管１４に付与し続ける２次電圧、つまり、共振コンデンサＣ６の両端に現れる高い共振電圧によって、蛍光発光管１４がアーク放電に転移すべき規定時間よりも長く、かつ、寿命末期時の蛍光発光管１４が破損するであろう時間よりも短い所定時間内に、点灯回路の一部であるＦＥＴＳNまたはＳPのいずれか一方または両方が熱破壊する。
【０１１８】
つぎに、本発明の第４の実施の形態を図７および図８に基づいて説明する。図７は電球形蛍光ランプの正面図、図８はその横断平面図である。
【０１１９】
本実施の形態では、平滑化回路４ｂを構成する平滑電解コンデンサＣ２（図１参照）が回路収納室Ｂではなく、発光室Ａの側において、蛍光発光管１４のフィラメント加熱巻線ｗｈの近傍に配置されている。平滑電解コンデンサＣ２は、図８に示すように、蛍光発光管１４に取り囲まれるように配置されている。これにより、始動時の蛍光発光管１４がアーク放電に転移するまで点灯回路１５が蛍光発光管１４に付与し続ける２次電圧、つまり、共振コンデンサＣ６の両端に現れる高い共振電圧によって、蛍光発光管１４がアーク放電に転移すべき規定時間よりも長く、かつ、寿命末期時の蛍光発光管１４が破損するであろう時間よりも短い所定時間内に、点灯回路の一部である平滑電解コンデンサＣ２が熱破壊する。
【０１２０】
なお、本実施の形態では、デットスペースとなる蛍光発光管１４に取り囲まれた空間に比較的大型の電気部品である平滑電解コンデンサＣ２が配置されるため、空間利用率が高く、蛍光発光管１４の小型化が図られる。
【０１２１】
ついで、本発明の第５の実施の形態を図９に基づいて説明する。図９は、点灯回路１６を示す回路図である。本実施の形態では、直列共振回路を構成する限流インダクタンスＬ２、結合コンデンサＣ５および共振コンデンサＣ６により形成される共振ループ内に、蛍光発光管１４の一方の電極（フィラメント）を直列接続し、回路破壊手段がフィラメントを破壊するようにした。つまり、共振コンデンサＣ６の両端に現れる高い共振電圧によって、蛍光発光管１４がアーク放電に転移すべき規定時間よりも長く、かつ、寿命末期時の蛍光発光管１４が破損するであろう時間よりも短い所定時間内に、点灯回路１６の一部である蛍光発光管１４のフィラメントが熱破壊するようにした。このような回路破壊手段は、特別な構造を設けることなく容易に構成される。そして、相補型スイッチ回路の共振ループ内に蛍光発光管１４の一方のフィラメントを直列接続したのは、フィラメントの断線によって共振ループを遮断するためである。つまり、フィラメントが断線しても共振ループが遮断されなければ、相補型スイッチ回路は作動し続けてしまうからである。
【０１２２】
なお、点灯回路１６が蛍光発光管１４の一方のフィラメントのみを余熱するようにし、クレストファクタを１．７以上に設定するようにして回路破壊手段を構成するようにしても良い。これにより、余熱されたフィラメントが断線しやすくなり、特別な構造を設けることなく回路破壊手段が容易に構成される。
【０１２３】
つぎに、本発明の第６の実施の形態を図１０に基づいて説明する。図１０は、電球形蛍光ランプを一部を切り欠いて示す正面図である。この電球形蛍光ランプは、その構造及び点灯回路１５の回路構成は第１の実施の形態の電球形蛍光ランプと略同じである。異なる点は、この電球形蛍光ランプが透光性グローブを用いないタイプのものであること、蛍光発光管１４が２本のＵ字管をつないで形成されていることである。
【０１２４】
Ｐチャンネル形ＦＥＴＳP及びＮチャンネル形ＦＥＴＳNは、２石でハーフブリッジを形成しており、蛍光発光管１４の寿命末期時におけるランプ電圧の上昇に伴って一方のスイッチ素子であるＰチャンネル形ＦＥＴＳPが破壊されるようにその定格電流を他方のスイッチ素子であるＮチャンネル形ＦＥＴＳNの定格電流よりも低くしてある。そして、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPが破壊したとき、破片が飛散しないように、図示しないシリコーンなどの樹脂でＰチャンネル形ＦＥＴＳPを被覆している。Ｐチャンネル形ＦＥＴＳP及びＮチャンネル形ＦＥＴＳNの定格特性を表１に示す。
【０１２５】
【表１】
ここで、ＶDSSは、ドレイン−ソース間の耐電圧、ＩDは許容電流、ＲDSはオン抵抗をそれぞれ示す。この場合、Ｐチャンネル形ＦＥＴＳPが定格の低いスイッチ素子として作用する。
【０１２７】
つぎに、本発明の第７の実施の形態を図１１に基づいて説明する。図１１は、照明装置を一部を断面にして示す正面図である。この照明装置は、上述した各実施の形態の電球形蛍光ランプを器具本体１７内に下向きに収容したものである。
【０１２８】
この電球形蛍光ランプで用いられている蛍光発光管１４が寿命末期になると消灯するので、直ちに電球形蛍光ランプ交換を喚起できる照明器具を提供できる。
【０１２９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の電球形蛍光ランプによれば、蛍光発光管が寿命末期となって半波放電などを生起した場合、蛍光発光管に印加される点灯電圧が増大して電極の温度が上昇し、電極の温度上昇に伴ないスイッチ素子が加熱されるとともにスイッチ素子にかかる過電流によってスイッチ素子の温度が上昇し、その温度上昇によりスイッチ素子を破壊することができ、これにより、点灯回路の動作を停止させ、蛍光発光管の寿命末期時における熱的な不具合、例えば、蛍光発光管の熱変形や熱破壊、蛍光発光管の発煙、蛍光発光管から水銀蒸気が飛び出し、樹脂部品の溶け出し、蛍光発光管の発火などを防止して安全性を向上させることができる。さらに、基板の最大径が蛍光発光管の最大幅に対して±１０％の範囲内であるので、電球形蛍光ランプの小型化を図ることができるとともに、蛍光発光管の寿命末期時における熱影響を点灯回路のスイッチ素子が効果的に受けるようになり、スイッチ素子の破壊を速やかに行わせることができる。
【０１３１】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の電球形蛍光ランプにおいて、点灯回路のスイッチ素子が基板の蛍光発光管に対向する面に取り付けられているので、スイッチ素子は、蛍光発光管の寿命末期時における熱影響をさらに効果的に受けるようになり、スイッチ素子の破壊をより一層速やかに行わせることができる。
【０１３２】
請求項３記載の発明の電球形蛍光ランプによれば、蛍光発光管の寿命末期時にスイッチ回路のスイッチ素子に流れる過電流によって増加する自己発熱と、蛍光発光管の電極近傍からの過度の発熱によるスイッチ素子の加熱との相乗的作用によってスイッチ素子が破壊するように蛍光発光管の電極およびスイッチ素子が配置されているので、蛍光発光管の蛇妙末期時にはスイッチ素子の破壊を速やかに行わせることができ、蛍光発光管の寿命末期時における熱的な不具合、例えば、蛍光発光管の熱変形や熱破壊、蛍光発光管の発煙、蛍光発光管から水銀蒸気が飛び出し、樹脂部品の溶け出し、蛍光発光管の発火などを防止して安全性を向上させることができる。
【０１３３】
請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の電球形蛍光ランプにおいて、点灯回路のスイッチ素子は蛍光発光管の側に配置されるだけで容易に構成することができる。
【０１３４】
請求項５記載の発明によれば、請求項３または４記載の電球形蛍光ランプにおいて、点灯回路のスイッチ回路に入力される直流成分を生成するための平滑電解コンデンサが蛍光発光管の寿命末期時に熱破壊するように配置されているので、より確実に点灯回路の動作を停止させることができる。
【０１３５】
請求項６記載の発明によれば、請求項３ないし５いずれか一記載の電球形蛍光ランプにおいて、点灯回路は相補型スイッチ回路を備え、相補型スイッチ回路のＰチャンネル形ＦＥＴが破壊されるので、相補型スイッチ回路のＰチャンネル形ＦＥＴはＮチャンネル形ＦＥＴよりも破壊しやすいため、回路破壊を確実に行うことができる。
【０１４０】
請求項７記載の発明によれば、請求項１ないし６いずれか一記載の電球形蛍光ランプにおいて、蛍光発光管を透光性グローブで覆うことにより、電球形蛍光ランプの外観性、商品性などを向上させることができる。
【０１４１】
請求項８記載の発明の照明器具によれば、請求項１ないし７いずれか一記載の電球形蛍光ランプとこの電球形蛍光ランプを収容している器具本体とを具備するので、蛍光発光管が寿命末期になると消灯する照明器具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す回路図である。
【図２】電球形蛍光ランプを示す正面図である。
【図３】横断平面図である。
【図４】分解斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の電球形蛍光ランプを示す縦断正面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態の電球形蛍光ランプを示す縦断正面図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態の電球形蛍光ランプを示す正面図である。
【図８】横断平面図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態を示す回路図である。
【図１０】本発明の第６の実施の形態の電球形蛍光ランプを一部を断面にして示す正面図である。
【図１１】本発明の第７の実施の形態の照明器具を一部を断面にして示す正面図である。
【符号の説明】
１１ｂ： 基体
１１ａ： 透光性グローブ
１１： 外囲器
１２： 口金
１３： 隔壁
１４： 蛍光発光管
１５，１６： 点灯回路
１５ａ： 基板
１７： 器具本体
ＳN： スイッチ素子
ＳP： スイッチ素子，Ｐチャンネル形ＦＥＴ
ＳN，ＳP： スイッチ回路、相補型スイッチ回路
Ｃ２： 平滑電解コンデンサ
Claims (8)
- 口金を有する基体と；
前記基体に取り付けられた蛍光発光管と；
前記蛍光発光管の電極側端面のほぼ全体を覆うように前記基体内に取り付けられ、最大径が前記蛍光発光管の最大幅に対して±１０％の範囲内である基板と；
前記蛍光発光管を作動させる高周波を生成して前記蛍光発光管の寿命末期時における前記蛍光発光管の電極の温度上昇により破壊される位置にスイッチ素子が配設された点灯回路と；
を具備する電球形蛍光ランプ。 - 前記点灯回路の前記スイッチ素子が前記基板の前記蛍光発光管に対向する面に取り付けられている請求項１記載の電球形蛍光ランプ。
- 口金を備えた基体を主体として構成された外囲器と；
前記外囲器の内部に配置された蛍光発光管と；
前記外囲器の内部で前記基体の部分に配置され、前記蛍光発光管を作動させる高周波を生成するスイッチ回路を備える点灯回路と；
を具備しており、
前記蛍光発光管の寿命末期時に前記スイッチ回路のスイッチ素子に流れる過電流によって増加する自己発熱と、前記蛍光発光管の電極近傍からの過度の発熱による前記スイッチ素子の加熱との相乗的作用によって前記スイッチ素子が破壊するように前記蛍光発光管の電極および前記スイッチ素子が配置されていることを特徴とする電球形蛍光ランプ。 - 前記点灯回路の前記スイッチ素子は前記蛍光発光管の側に配置される請求項３記載の電球形蛍光ランプ。
- 前記点灯回路の前記スイッチ回路に入力される直流成分を生成するための平滑電解コンデンサが前記蛍光発光管の寿命末期時に熱破壊するように配置されている請求項３または４記載の電球形蛍光ランプ。
- 前記点灯回路は相補型スイッチ回路を備え、前記相補型スイッチ回路のＰチャンネル形ＦＥＴが破壊される請求項３ないし５いずれか一記載の電球形蛍光ランプ。
- 前記蛍光発光管を覆うように前記基体に取り付けられた透光性グローブを具備する請求項１ないし６いずれか一記載の電球形蛍光ランプ。
- 請求項１ないし７いずれか一記載の電球形蛍光ランプと；
この電球形蛍光ランプを収容している器具本体と；
を具備する照明器具。
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